专利名称：旋转电机、旋转电机的制造方法以及具备旋转电机的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转电机、旋转电机的制造方法以及具备旋转电机的装置。
背景技术：
以往，存在定子铁心设置在框架内部的旋转电机。在所涉及的旋转电机中，存在用树脂对卷绕在定子铁心上的定子线圈与定子铁心进行注塑的情况(例如，参照专利文献I)。专利文献I :日本国特开平8-47218号公报在旋转电机中，优选能够高效地散热工作时从定子线圈产生的热。但是，在用树脂对定子铁心与定子线圈进行注塑的上述专利文献I的旋转电机中，并没有特意地采取针对 于该散热的对策。
发明内容
所公开的技术是鉴于上述内容的技术，其目的在于提供一种能够提高定子线圈的冷却效率的旋转电机、旋转电机的制造方法以及具备旋转电机的装置。在本申请所公开的旋转电机中，对环状的定子铁心与定子线圈进行注塑的树脂具有从所述定子铁心的环轴方向端面到达该树脂外部的孔部，环状的定子铁心固定在框架内部，定子线圈设置在所述定子铁心上。根据本申请所公开的旋转电机的I个形态，能够提高定子线圈的冷却效率。
图I是表示实施例涉及的旋转电机的结构的模式图。图2是表示实施例涉及的旋转电机的结构的模式图。图3是表示实施例涉及的模具的模式图。图4A是表示实施例涉及的旋转电机的制造方法的断面模式图。图4B是表示实施例涉及的旋转电机的制造方法的断面模式图。图4C是表示实施例涉及的旋转电机的制造方法的断面模式图。图4D是表示实施例涉及的旋转电机的制造方法的断面模式图。图5是表示具备实施例涉及的旋转电机的装置的示意图。图6A是表示实施例涉及的温度传感器的安装工序的断面模式图。图6B是表示实施例涉及的温度传感器的安装工序的断面模式图。图6C是表示实施例涉及的温度传感器的安装工序的断面模式图。图7是表示实施例涉及的定子铁心由多个分割铁心构成的旋转电机的模式图。符号说明L-环轴；l、la_旋转电机；2-框架；3-定子铁心；3a_线圈骨架；30、30a_孔部；31-定子线圈；32_树脂；33_温度传感器；35_粘结剂；36_分割铁心；37_周向中央部；4-托架；6-轴；7、34、91-引线；8_转子铁心；81_永久磁铁;100、110_模具;101、111_底面;102、112-支撑销;103、113-内壁;104、114_ 外壁；200-装置。
具体实施例方式下面，参照附图对本申请所公开的旋转电机、旋转电机的制造方法以及具备旋转电机的装置的实施例进行详细说明。而且，本发明不限定于以下所示的实施例中的例示。实施例首先，使用图I与图2对实施例涉及的旋转电机的结构进行说明。图I与图2是表示实施例涉及的旋转电机I的结构的模式图，在图I中模式地表示图2中的旋转电机I的X-X线断面。另外，在图2中模式地表示图I中的旋转电机I的Y-Y线断面。而且，为了便于说 明，在图2中示出了处于拆下连接在后述的温度传感器33上的引线34与托架4的状态的旋转电机I。如图I与图2所示，本实施例涉及的旋转电机I具备框架2、定子铁心3、托架4、轴承5、轴6、转子铁心8、位置检测器9与罩10。而且，通过轴6将旋转电机I与外部装置(省略图示)联动连结。下面，对旋转电机I为电动机、外部装置为电动机的负载的情况进行说明。框架2是筒状形成的框体，在内部收容定子铁心3与转子铁心8。另外，在框架2的开口端部设置托架4。托架4的外周部安装在框架2的开口端部，用内周部保持轴承5。定子铁心3是对多张薄电磁钢板进行重叠而形成的环状构件。所涉及的定子铁心3在安装有已卷绕定子线圈31的线圈骨架3a的状态下通过热装固定在框架2的内周面上。而且，用具有热硬化性的树脂32对定子铁心3、线圈骨架3a与定子线圈31进行注塑。另外，轴承5保持轴6，以便使其能够以定子铁心3的环轴L为转轴进行旋转。而且，在定子线圈31上连接用于供给驱动轴6的三相电力的引线7。引线7通过框架2的支撑构件21而引出到框架2的外部。另外，在定子铁心3的内周侧隔着空隙相对配置转子铁心8。转子铁心8是对多张薄电磁钢板进行重叠而形成的圆筒状构件，作为一例，在周面上配置多个永久磁铁81。所涉及的转子铁心8以定子铁心3的环轴L为转轴进行旋转。位置检测器9是检测轴6的旋转位置的回转式编码器(Rotary Encoder)或旋转变压器(resolver)等。在所涉及的位置检测器9上连接用于向规定的控制装置(省略图示)输出关于轴6的旋转位置的检测结果的引线91。而且，用罩10覆盖位置检测器9。在所涉及的旋转电机I中，由于向卷绕在定子铁心3上的定子线圈31中通电，因此在定子铁心3的内侧产生旋转磁场。而且，转子铁心8由于该旋转磁场与转子铁心8的永久磁铁81产生的磁场的相互作用而进行旋转，轴6伴随该转子铁心8的旋转而进行旋转。而且，在将旋转电机I作为发电机时，进行与电动机相反的动作。S卩，转子铁心8伴随轴6的旋转而进行旋转，在定子铁心3的定子线圈31中产生电流。而且，对定子铁心3、线圈骨架3a与定子线圈31进行注塑的树脂32具备从定子铁心3的环轴L方向端面到达树脂32外部的孔部30。具备所涉及的孔部30的树脂32与未具有孔部30的树脂32相比表面积大，因此冷却效率高。因此，在旋转电机I中，用树脂32进行注塑的定子线圈31的冷却效率得到提高。另外，由于孔部30到达的定子铁心3的环轴L方向端面上未特意形成有孔等，因此该孔等对电磁特性不产生影响。另外，设置在树脂32中的孔部30从树脂32的环轴L方向端面穿通到定子铁心3的环轴L方向端面。由此，在旋转电机I中，在工作时从定子线圈31产生的热通过定子铁心3从孔部30高效地散热到树脂32的外部。另外，如图2所示，孔部30如下，从定子铁心3的环轴L方向端面上的周缘部的多个部位(在此是12个部位)分别朝着树脂32外部开口。由此，在旋转电机I中，能够从多个孔部30分别高效地进行散热。而且，将多个孔部30对于定子铁心3的环轴L方向端面沿着定子铁心3的周向等间隔设置。由此，在旋转电机I中，由于能够从定子铁心3的环轴L方向端面上的各部位均等地散热，因此能够更加高效地将由定子线圈31产生的热散热到树脂32的外部。另外，在多个孔部30当中，在I个孔部30的内部设置温度传感器33。由此，在旋 转电机I中，能够通过温度传感器33检测定子线圈31的温度。从而，在旋转电机I中，使规定的控制装置监视由温度传感器33检测的温度，在温度超过规定的阈值时，能够通过控制装置进行异常发热的报警或使旋转电机I停止工作。另外，如图2所示，温度传感器33设置在多个孔部30当中的配置于引线7被配置的区域以外的区域的孔部30中，引线7连接在定子线圈31上。由此，在旋转电机I中，能够防止连接在温度传感器33上的引线34与连接在定子线圈3 I上的引线7在框架2内部发生干涉。而且，也可以将温度传感器33设置在从全部孔部30中选择的多个孔部30中。在所涉及的情况下，在定子铁心3的环轴L方向端面上沿着周向等间隔设置温度传感器33。根据所涉及的结构，能够检测出环状配置的多个定子线圈31的温度分布。因此，根据旋转电机1，即使一部分定子线圈31引起异常发热，也能够通过对应于引起所涉及的异常发热的定子线圈31的温度传感器33适当地检测产生异常发热。另外，孔部30被设置成孔轴方向平行于定子铁心3的环轴L方向。因此，安装温度传感器33的作业者在将托架4嵌合在框架2上之前，从框架2的环轴L方向上目视框架2内部的树脂32，从而能够容易地确认安装温度传感器33的孔部30的位置。由此，温度传感器33的安装作业的作业性得到提高。而且，优选孔部30的孔轴方向平行于定子铁心3的环轴L方向，但是不需要一定平行于环轴L方向。另外，在用树脂32对定子铁心3、线圈骨架3a与定子线圈31进行注塑时，将树脂32设置成从框架2向环轴L方向突出规定长度。所涉及的树脂32从框架2的突出部分32a，作为在安装托架4时的安装位置定位构件来发挥作用。由此，安装托架4的作业者不需要进行复杂的对位，能够只通过将从框架2的突出部分32a嵌合在托架4上而简单地安装托架4。而且，如前所述，树脂32具备多个孔部30。因此，例如，即使在从框架2的突出部分32a的直径多少大于托架4的直径的情况下，由于在嵌合托架4时孔部30发生变形并发挥应力避让的作用，因此也能够将托架4嵌合于树脂32上。S卩，在旋转电机I中，在从框架2的突出部分32a的直径多少大于托架4的直径的情况下，在不对该部分32a实施变小直径的加工等繁杂的作业的情况下能够安装托架4。接下来，使用图3说明对定子铁心3与定子线圈31进行注塑时使用的模具。图3是表示实施例涉及的模具100的模式图。如图3所示，模具100具备由环(doughnut)状的底面101、从底面101的内周竖立设置的内壁103、从底面101的外周竖立设置的外壁104形成的空间。另外，底面101如下形成，与筒状框架2的外径相比外周更大，与定子铁心3的内经相比内周更小。而且，在底面101上竖立设置支撑定子铁心3的环轴L方向端面的多个支撑销102。将这些多个支撑销102分别沿着底面101的周向等间隔设置在底面101上的周缘部。而且，在图3中，虽然为了便于说明将模具100的底面101作为平面进行图示，但是根据旋转电机I的设计，以任意形状形成模具100的底面101。
而且，在实施例涉及的旋转电机I的制造方法中，在将框架2装填于模具100中后，将热硬化性的树脂32填充于模具100中，之后对模具100进行加热，在框架2内部热装有定子铁心3。从而使树脂32硬化，用树脂32对定子铁心3、线圈骨架3a与定子线圈31进行注塑。而且，使用图4A、图4B、图4C与图4D详细地后述用所涉及的树脂32对定子铁心3、线圈骨架3a与定子线圈31进行注塑的制造工序。接下来，使用图4A、图4B、图4C与图4D说明实施例涉及的旋转电机I的制造方法。下面，说明用树脂32对定子铁心3、线圈骨架3a与定子线圈31进行注塑的制造工序，对于其他的制造工序，由于与一般的旋转电机的制造方法相同，因此省略说明。图4A、图4B、图4C与图4D是表示实施例涉及的旋转电机I的制造方法的断面模式图。而且，在以下说明的工序中使用的模具110如下，除了底面111被加工成规定形状之夕卜，具备与图3所示的模具100相同的形状。S卩，如图4A所示，模具110具备由竖立设置有支撑销112的环状的底面111、从底面111的内周竖立设置的内壁113、从底面111的外周竖立设置的外壁114形成的空间。而且，如图4B所示，在使用所涉及的模具110用树脂32对旋转电机I的定子铁心3、线圈骨架3a与定子线圈31进行注塑的情况下，将在内部热装有定子铁心3的框架2装填于模具110中，在定子铁心3上卷绕有定子线圈31。具体而言，将框架2从定子铁心3的环轴L方向装填于模具110的内部，以便使在由底面111、内壁113与外壁114形成的环状空间中的环轴与定子铁心3的环轴L 一致。此时，定子铁心3的环轴L方向端面(在图4B中是定子铁心3的下侧端面)被竖立设置在模具110的底面111上的支撑销112所支撑。接下来，盖体120封闭模具110上部的开口部。所涉及的盖体120是如下构件，底面预先被加工成规定的形状，形成有用于将树脂32导入到模具110内部的导入孔121。接下来，如图4C所示，从盖体120的导入孔121将树脂32导入到模具110的内部，在模具110内部填充树脂32。而且，加热模具110与盖体120。从而使树脂32硬化，用树脂32对定子铁心3、线圈骨架3a与定子线圈31进行注塑。此时，在模具110中，即使被加热的模具110的热使框架2热膨胀导致框架2的内经扩大，也由于支撑销112支撑定子铁心3的下侧端面，因此能够防止定子铁心3由于树脂32的导入压等而在环轴L方向上错开。由此，在实施例涉及的制造方法中，能够防止框架2与定子铁心3在对于环轴L方向的相对位置上产生不均。接下来，在实施例涉及的制造方法中，如图4D所示，从模具110中取出用树脂32对定子铁心3、线圈骨架3a与定子线圈31进行注塑的框架2。由此，在树脂32中的对应于支撑销112的部位，形成从定子铁心3的环轴L方向端面到达树脂32外部的孔部30。这样，在实施例涉及的制造方法中，由于在用树脂32进行注塑的工序中形成孔部30，因此在从模具110中取出注塑后的框架2时，不仅从树脂32外表面散热残存在树脂32中的热，而且也能够从孔部30进行散热。接下来，使用图5对具备实施例涉及的旋转电机I的装置进行说明。图5是表示具备实施例涉及的旋转电机I的装置200的示意图。而且，在图5中，示出了在装置200内部的旋转电机I的配设位置。另外，在图5中，示出了与图2所示的旋转电机I的断面相同的断面。如图5所示，在装置200内部具备旋转电机I。在所涉及的装置200的情况下，虽 然在旋转电机I的框架2内部容易储存从定子线圈31产生的热，但是由于旋转电机I的树脂32具备多个孔部30，因此能够从树脂32的外表面与孔部30高效地向外部散热。另外，在设置在装置200内部的旋转电机I中，在配置于装置200内部空间中的中心点侧的孔部30中设置温度传感器33。在制造所涉及的装置200的情况下，例如，在将旋转电机I设置在装置200内部之后，在多个孔部30当中的离装置200的内部空间中的中心点的距离最近的孔部30中安装温度传感器33。而且，也可以将温度传感器33预先安装在规定的孔部30中，调整旋转电机I的设置角度，以便使安装有温度传感器33的孔部30离装置200的内部空间中的中心点的距离最短。这样，通过在配置于装置200内部空间中的中心点侧的孔部30中设置温度传感器33，从而能够从配置在内部空间的中心点附近的孔部30通过定子铁心3检测出定子线圈31的温度，预料内部空间的中心点附近呈比较高的温度。从而，在装置200中，在其他孔部30内的温度超过规定阈值之前，在设置有温度传感器33的孔部30内的温度超过规定阈值的时刻，能够迅速地检测出定子线圈31的异常发热，因此能够提闻可罪性。而且，在装置200的内部设置有用于冷却内部空间的风扇、通风路的情况下，也能够在配置于内部空间中的最下风头位置附近的孔部30中设置温度传感器33。由此，通过用温度传感器33检测装置200内部空间中的预料呈比较高的温度的位置附近的温度，从而能够更早地检测出定子线圈31的异常发热。另外，在装置200的内部空间当中，在呈比较高的温度的位置为该内部空间的中心点附近以外的情况下，也能够在配置于该呈比较高的温度的部分的位置附近的孔部30中设置温度传感器33。而且，到此为止，虽然对设置在树脂32中的孔部30的形状为筒状的情况进行了说明，但是并不是将孔部30的形状限定于筒状。例如，也能够将设置温度传感器33的孔部30的面向树脂32外部的开口部形成为漏斗状。接下来，使用图6A、图6B与图6C说明在开口部形成为漏斗状的孔部30a中安装温度传感器33的工序。图6A、图6B与图6C是表示实施例涉及的温度传感器33的安装工序的断面模式图。如图6A所示，也能够将多个孔部30当中的设置温度传感器33的孔部30a的面向树脂32外部的开口部形成为漏斗状。如图6B所示，在所涉及的开口部形成为漏斗状的孔部30a中安装温度传感器33的情况下，首先，在孔部30a中插入温度传感器33。接下来，如图6C所示，向插入有温度传感器33的孔部30a内部流入耐热性的粘结剂35，在孔部30a内的粘结剂35的体积提高而粘结剂35开始在漏斗状的开口部滞留的时刻停止流入。而且，通过使流入到孔部30a中的粘结剂35固化，从而将温度传感器33固定在孔部30a内。这样，通过预先将安装温度传感器33的孔部30a的开口部形成为漏斗状，从而在向孔部30a流入粘结剂35时，能够容易地判别是否在孔部30a中流入了足够量的粘结剂35。另外，根据所涉及的孔部30a，即使在流入的粘结剂35量稍微多的情况下，也能够 将过多流入部分的粘结剂35滞留在漏斗状的开口部内，因此能够防止粘结剂35从孔部30a溢流而粘结在其他构件上。而且，到此为止，虽然对定子铁心3在周向上一体形成的旋转电机I进行了说明，但是定子铁心3也可以由多个分割铁心构成。接下来，使用图7对定子铁心由多个分割铁心构成的情况进行说明。图7是表示实施例涉及的定子铁心由多个分割铁心36构成的旋转电机Ia的模式图。而且，在图7所示的旋转电机Ia中，对与图2所示的旋转电机I相同的构成要素标注了相同的符号。另外，在图7中示出了为了说明分割铁心36而排除一部分树脂32的旋转电机la。如图7所示，旋转电机Ia的定子铁心由可在周向上分割的多个分割铁心36构成。在所涉及的定子铁心中，在各分割铁心36上分别安装卷绕有定子线圈31的线圈骨架3a。于是，在具备分割铁心36的旋转电机Ia的情况下，在对分割铁心36、线圈骨架3a与定子线圈31进行注塑的树脂32中，对于每个分割铁心36设置孔部30。由此，在旋转电机Ia中，能够从对应于各分割铁心36的孔部30散热由卷绕在各分割铁心36上的各定子线圈31产生的热。而且，在具备分割铁心36的旋转电机Ia情况下，以从定子铁心的环轴L方向端面上的各分割铁心36的周向中央部37到达树脂32外部的方式设置各孔部30。由此，根据旋转电机la，由于能够从各分割铁心36上的周向中央部37分别均等地散热，因此能够向树脂32外部高效地散热由各定子线圈31产生的热。但是，在设置图7所示的孔部30的情况下，使用在底面上设置有支撑销的模具用树脂32进行注塑，支撑销支撑各分割铁心36的环轴L方向端面上的周向中央部37。因此，在向模具中填充树脂32时，设置在模具底面上的支撑销支撑定子铁心的环轴L方向端面上的各分割铁心36的周向中央部37。由此，在旋转电机Ia中，在用树脂32进行注塑时，即使被加热的模具的热使框架2热膨胀导致框架2的内经扩大，也能够防止各分割铁心36在环轴L方向上错开。而且，各分割铁心36也可以由进一步可在定子铁心的径向上分割的分割铁心构成。即，各分割铁心也可以由构成定子铁心的内周部的内铁心与构成外周部的外铁心构成。在所涉及的情况下，在对定子铁心与定子线圈31进行注塑的树脂32中，设置分别对应于各内铁心与各外铁心的孔部30。而且，在由内铁心与外铁心构成分割铁心的情况下，使用在底面上竖立设置有支撑销的模具用树脂32进行注塑，支撑销支撑各内铁心与各外铁心。由此，在进行注塑时，能够防止各内铁心与各外铁心在环轴L方向上与框架2错开。另外，在上述的实施例中，虽然对在孔部30中设置温度传感器33的情况进行了说明，但是也能够在未设有温度传感器33的孔部30中设置用于检测旋转电机I的振动的振动传感器。这样，在实施例涉及的旋转电机I中，不另外设置用于设置振动传感器的空间，而能够设置振动传感器。另外，在上述的实施例中，虽然使用了热硬化性的树脂32，但是树脂32也可以是热可塑性的树脂。在此情况下，在旋转电机I中，在制造时用树脂32对定子铁心3、线圈骨架3a与定子线圈31进行注塑时，通过孔部30能够缩短加热软化的树脂32的温度降低而 发生硬化为止所需的时间，缩短制造时间。
权利要求
1.ー种旋转电机，其特征为， 对环状的定子铁心与定子线圈进行注塑的树脂具有从所述定子铁心的环轴方向端面到达该树脂外部的孔部，环状的定子铁心固定在框架内部，定子线圈设置在所述定子鉄心上。
2.根据权利要求I所述的旋转电机，其特征为， 具有多个所述孔部。
3.根据权利要求I或2所述的旋转电机，其特征为， 所述孔部从所述定子铁心的环轴方向端面上的周缘部的多个部位分别朝着所述树脂外部开ロ。
4.根据权利要求I至3中的任意一项所述的旋转电机，其特征为， 所述孔部被设置成孔轴方向平行于所述环轴方向。
5.根据权利要求I至4中的任意一项所述的旋转电机，其特征为， 所述定子鉄心由多个分割铁心构成， 所述孔部设置在每个所述分割鉄心中。
6.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征为， 所述孔部从所述定子铁心的所述环轴方向端面上的所述分割铁心的周向中央部到达所述树脂外部。
7.根据权利要求I至6中的任意一项所述的旋转电机，其特征为， 所述树脂具有从所述框架的环轴方向端面朝着该环轴方向突出的部分， 所述旋转电机具备设置在所述框架的环轴方向端面侧并覆盖所述树脂的突出部分的外周的托架。
8.根据权利要求I至7中的任意一项所述的旋转电机，其特征为， 在所述孔部中设置有温度传感器。
9.根据权利要求8所述的旋转电机，其特征为， 所述孔部的面向所述树脂外部的开ロ部形成为漏斗状。
10.根据权利要求8或9所述的旋转电机，其特征为， 所述温度传感器设置在配置于所述定子线圈的引线被配置的区域以外的所述孔部中。
11.一种旋转电机的制造方法，其特征为，包括 在所述环轴方向上向如下模具内装填所述框架的エ序，外周大于在内部固定有设置有定子线圈的环状的定子铁心的筒状框架的外径，在与该定子铁心的内径相比内周更小的环状底面上竖立设置有支撑所述定子铁心的环轴方向端面的支撑销，具备由从所述底面的内周竖立设置的内壁与从所述底面的外周竖立设置的外壁与所述底面形成的空间， 及通过向装填有该框架的所述模具内填充树脂而对所述定子鉄心与所述定子线圈进行注塑的エ序。
12.—种具备旋转电机的装置，其特征为， 对环状的定子铁心与定子线圈进行注塑的树脂具有从所述定子铁心的环轴方向端面到达该树脂外部的孔部，环状的定子铁心固定在旋转电机具备的框架内部，定子线圈设置在所述定子鉄心上。
13.根据权利要求12所述的具备旋转电机的装置，其特征为，所述旋转电机设置在所述装置的内部， 在配置于所述装置的内部空间中的中心点侧的所述孔部中 设置有温度传感器。
全文摘要
本发明提供一种能够提高定子线圈的冷却效率的旋转电机、旋转电机的制造方法以及具备旋转电机的装置。具体而言，对环状的定子铁心与定子线圈进行注塑的树脂具有从定子铁心的环轴方向端面到达该树脂外部的孔部，环状的定子铁心固定在旋转电机具备的框架内部，定子线圈设置在定子铁心上。孔部如下，从定子铁心的环轴方向端面上的周缘部的多个部位分别朝着树脂外部开口，被设置成孔轴方向平行于定子铁心的环轴方向。
文档编号H02K15/12GK102801226SQ201210158928
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月21日 优先权日2011年5月27日
发明者澁谷隆明, 松浦贤司 申请人:株式会社安川电机